UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ÍNDICE
ÍNDICE
RESUMEN ..........................................................................................................3
LISTA DE CUADROS............................................................................................4
LISTA DE FIGURAS..............................................................................................5
LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS.........................................................................6
INTRODUCCIÓN...................................................................................................7
CAPÍTULO 1: ASPECTOS GENERALES............................................................9
1.1 EVOLUCIÓN DEL TRANSPORTE DE CONTENEDORES..........................9
1.2 INFLUENCIA DEL EQUIPAMIENTO DENTRO DEL TRANSPORTE DE
CONTENEDORES...............................................................................................12
1.3 PERFIL DEL PROYECTO..........................................................................15
CAPÍTULO 2: ANÁLISIS DE LA OPERACIÓN EN MUELLE Y PATIO DE
CONTENEDORES...............................................................................................17
2.1 CARGA Y DESCARGA DE CONTENEDORES.........................................19
2.2 TRANSPORTE HORIZONTAL Y ALMACENAMIENTO EN PATIO DE
CONTENEDORES...............................................................................................21
CAPÍTULO 3: DESCRIPCION DE EQUIPOS PORTUARIOS............................24
3.1 EQUIPOS PARA LA CARGA Y DESCARGA (STS)...................................24
3.1.1 Grúas pórtico..............................................................................................24
3.2 EQUIPO PARA ALMACENAMIENTO EN PATIO DE CONTENEDORES. 28
3.2.1 Grúa RTG....................................................................................................28
3.2.2 Grúa RMG...................................................................................................31
3.2.3 Apilador frontal (reach-stacker)...................................................................32
3.2.4 Apilador para contenedores vacios (stacker)..............................................35
3.2.5 Grúa horquilla (Fork lift)..............................................................................36
3.2.6 Plataforma para contenedores refrigerados (reefer)...................................37
3.3 EQUIPO PARA TRANSPORTE HORIZONTAL.........................................39
3.3.1 Terminal tractor...........................................................................................39
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ÍNDICE
CAPÍTULO 4: DETERMINACIÓN DEL EQUIPAMIENTO..................................40
4.1 SUBSISTEMA CRÍTICO.............................................................................40
4.2 ANÁLISIS PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOS EN EL PATIO DE
CONTENEDORES...............................................................................................40
4.2.1 Capacidad de almacenamiento necesaria..................................................41
4.2.2 Área requerida para la cantidad de contenedores a almacenar.................42
4.2.3 Costo del pavimento en cada alternativa....................................................47
4.2.4 Cantidad y costo de los equipos.................................................................49
4.3 CANTIDAD DE EQUIPOS EN EL SISTEMA..............................................51
4.3.1 Grúas pórtico..............................................................................................52
4.3.2 Apilador frontal (Reach-stacker).................................................................52
4.3.3 Terminal Tractor..........................................................................................52
4.3.4 Grúa horquilla.............................................................................................55
CAPÍTULO 5: ADQUISICIÓN DEL EQUIPAMIENTO........................................57
5.1 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS DEL EQUIPAMIENTO...........................57
5.1.1 Grúa Pórtico................................................................................................57
5.1.2 Terminal tractor...........................................................................................58
5.1.3 Apilador frontal (Reach-stacker).................................................................58
5.1.4 Grúa horquilla.............................................................................................59
5.2 PRESUPUESTO DE CADA ALTERNATIVA..............................................59
5.3 PROCESO LOGÍSTICO.............................................................................60
CONCLUSIONES................................................................................................63
RECOMENDACIONES........................................................................................65
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................66
ANEXOS ........................................................................................................67
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RESUMEN
Luego de la aprobación el perfil del proyecto “Mejoramiento del Servicio de
Atraque y Manipulación de Contenedores destinados a la Exportación e
Importación en el Puerto de Salaverry”. Se decidió continuar con los estudios de
pre-factibilidad de las alternativas planteadas en el perfil. Dentro de este
contexto, el informe se enfoca en el análisis de las necesidades de equipamiento
en el muelle y patio de contenedores para satisfacer la demanda considerada en
el proyecto, 107 mil contenedores/año.
Para tal fin, se hace un análisis del sistema portuario y los subsistemas críticos
de este, además se presentan las características técnicas de los equipos más
utilizados en terminales portuarios de similares características.
Dentro de los equipos presentados, la elección que necesita de mayores
parámetros, es la elección del equipo para manipulación de contenedores en el
patio de almacenamiento, que ocupa un gran porcentaje del área del puerto, la
cual varía fundamentalmente según el equipo seleccionado. Por esto, el informe
analiza este tema de una manera detallada, tomando en cuenta factores como el
costo del terreno, pavimento, productividad y costo de los equipos,
recomendando finalmente el uso de apiladores frontales (reach-stacker).
Además se realiza el cálculo de la cantidad de equipos necesarios para la
operación eficiente del puerto. Estos equipos son: 2 Grúas pórtico, 14 terminal
tractor y 4 apiladores frontales (reach-stacker). El costo referencial que se
presenta es en promedio, $ 27 millones, los precios se tomaron como referencias
de proyectos similares hechos en el Perú. Finalmente se detallan las
características técnicas de los equipos seleccionados y la referencia de procesos
de adquisición realizados en el Perú.
.
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LISTA DE CUADROS
Cuadro 1.1: Evolución del tráfico de contenedores en el mundo 10
Cuadro 1.2: Tráfico de contenedores en la Comunidad Andina (TEU) 11
Cuadro 1.3: Tarifas comparativas de Servicios portuarios a nivel regional 12
Cuadro 1.4: Número de contenedores embarcados y desembarcados (TEU) 13
Cuadro 2.1: Demanda actual y proyectada 21
Cuadro 2.2: Capacidad de almacenamiento requerida 22
Cuadro 3.1: Características típicas de las grúas pórtico 26
Cuadro 3.2: Velocidades de grúa pórtico 26
Cuadro 3.3: Características de las grúas RTG 29
Cuadro 3.4: Características de los apiladores frontales 34
Cuadro 3.5: Características de stacker para contenedores vacios 36
Cuadro 3.6: Características de la grúa horquilla 36
Cuadro 4.1: Datos para Diagrama de planificación 41
Cuadro 4.2: Capacidad de almacenamiento necesaria en TEU’s 42
Cuadro 4.3: Diferencias entre RTG y apilador frontal 42
Cuadro 4.4: Tipo de apilamiento según equipo seleccionado 43
Cuadro 4.5: Cantidad de espacios en planta para contenedores 43
Cuadro 4.6: Ratios de área para espacios de contenedores llenos 47
Cuadro 4.7: Presupuesto referencial de pavimento para RTG 49
Cuadro 4.8: Presupuesto referencial de pavimento para apiladores frontales 49
Cuadro 4.9: Costo de grúa RTG 50
Cuadro 4.10: Costo de apilador frontal (reach-stacker) 50
Cuadro 4.11: Comparación de costos ($) 51
Cuadro 4.12: Distancias de recorrido del terminal tractor 54
Cuadro 4.13: Tiempo de ida-vuelta según alternativa 54
Cuadro 4.14: Tiempo del ciclo según alternativa 54
Cuadro 4.15: Resumen del cálculo de equipamiento 56
Cuadro 5.1: Detalles de la grúa seleccionada 58
Cuadro 5.2: Costo Equipamiento- alternativa 1 61
Cuadro 5.3: Costo Equipamiento- alternativa 2 62
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LISTA DE FIGURAS
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1: Tráfico de contenedores en la Comunidad Andina (TEU) 11
Figura 1.2: Contenedores embarcados y desembarcados en el Perú 14
Figura 1.3: Vista del puerto Salaverry 16
Figura 2.1: Subsistemas en un terminal portuario de contenedores - planta 18
Figura 2.2: Subsistemas en un terminal portuario de contenedores - elevación 18
Figura 2.3: Subsistema de muelle y patio de contenedores a analizar 19
Figura 2.4: Subsistema de carga/descarga 21
Figura 2.5: Patio de almacenamiento 23
Figura 3.1: Vista del software de control carga/descarga 25
Figura 3.2: Sistema Double trolley 27
Figura 3.3: Sistema Twin-lift 28
Figura 3.4: Vista de la grúa RTG 30
Figura 3.5: Funcionamiento del RTG 30
Figura 3.6: Grúas pórtico RMG 31
Figura 3.7: Almacenamiento con RTG/RMG 32
Figura 3.8 : Inversión total (horizonte a 25 años) 32
Figura 3.9: Apilador frontal 33
Figura 3.10: Stacker con brazo curvo 34
Figura 3.11: Stacker para contenedores vacios 35
Figura 3.12: Detalles de la grúa horquilla 37
Figura 3.13: Control de plataforma para contenedores refrigerados 38
Figura 3.14: Terminal Tractor 39
Figura 3.15: Chasis del terminal tractor 39
Figura 4.1: Ingreso de datos en diagrama de planificación 41
Figura 4.2: Planta de distribución con equipos RTG – Grúa horquilla 44
Figura 4.3: Planta de distribución con equipos Reach-stacker y grúa horquilla 45
Figura 4.4: Comparación de distribución según equipamiento 46
Figura 4.5: Pavimento considerado 48
Figura 4.6: Sección referencial de viga RTG 48
Figura 4.7: Equipamiento seleccionado 51
Figura 4.8: Ciclo de los terminal truck 55
Figura 5.1: Apilamiento considerado para el apilador frontal 59
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS
LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS
ENAPU: Entidad Nacional Portuaria
ISO : Organización Internacional de Estandarización
TEU : Capacidad de carga de un contenedor de 20 pies (Twenty-feet
Equivalent Unit)
FEU : Capacidad de carga de un contenedor de 40 pies (Forty-feet
Equivalent Unit
APN : Autoridad Portuaria Nacional
T.P.S. : Terminal Portuaria Salaverry
RTG : Grúa pórtico sobre neumáticos (Rubber Tyred Gantry)
RMG : Grúa pórtico montada sobre rieles (Rail Mounted Gantry)
STS : Traslado del buque al muelle (Ship to shore)
MM : Miles de millones
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
El tráfico mundial de contenedores ha seguido en los últimos veinte años un
crecimiento sostenido y continuo, llegando a tasas de crecimiento promedio
anual próximas al 10% y no menores al 5%. A partir de allí, las perspectivas de
crecimiento son aún mayores, por lo que se debe impulsar la adopción de
estrategias que permitan responder eficazmente a la evolución de la demanda.
El Perú, no ha estado libre de este crecimiento, y esto lo confirma el estudio de
mercado realizado en la zona de influencia del puerto Salaverry, ubicado en
distrito de Salaverry, provincia de Trujillo, departamento de La Libertad, el cual
indicó que el puerto, al año 2010, tiene un mercado potencial de transporte de
60,000 contenedores/año, proyectándose esta cantidad a una tasa de
crecimiento de 5% anual durante 10 años, es decir 107 mil contenedores/año.
Esto motivó la elaboración de estudios de pre-factibilidad para el proyecto
“Mejoramiento del servicio de atraque y manipulación de contenedores
destinados a la exportación e importación en el Puerto de Salaverry”, estos
estudios se enfocan en dar las alternativas de infraestructura, equipamiento e
impacto ambiental del proyecto. El presente informe se enfoca en el estudio de
las necesidades de equipamiento del muelle y patio de contenedores del puerto,
dada su magnitud e importancia para el proyecto. Según el perfil elaborado, el
equipamiento significa aproximadamente el 20% de la inversión en el proyecto, y
su óptima elección del tipo y cantidad serán determinantes para el éxito del
proyecto, por consiguiente, el desarrollo del puerto y del País.
El informe presenta las opciones de equipamiento que actualmente se tienen en
los terminales portuarios, y los parámetros que se deben considerar para la
elección de los equipos, para lo cual se realiza un análisis del subsistema crítico
del terminal portuario Salaverry, como es la manipulación de contenedores
llenos, y todos los equipos implicados en este proceso, recomendando
finalmente el equipamiento óptimo para del proyecto.
El Primer Capítulo, describe como el contenedor se ha convertido en la forma de
transporte de carga más usada en el mundo, además se hace una revisión de la
influencia económica del equipamiento en un terminal de contenedores.
Finalmente se presenta el perfil del proyecto que dio paso al presente informe.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL INTRODUCCIÓN
El Segundo Capítulo, describe el sistema operativo del puerto como un conjunto
de procesos que optimizan la trasferencia y almacenamiento temporal de los
contenedores.
El Tercer Capítulo, presenta los equipos más comunes dentro de un terminal
portuario de contenedores. Sus aplicaciones, características, ventajas y
desventajas. Esta descripción se realiza con el fin de tener bases técnicas para
la elección final de los equipos en el proyecto.
El Cuarto Capítulo, analiza el subsistema crítico del sistema portuario, con el fin
de enfocar el análisis en los procesos implicados en este subsistema. Así mismo,
hace un análisis para la selección del equipo de manipulación en el patio de
contenedores, haciendo un comparativo funcional y económico entre los equipos
actuales más usados. Finalmente, en este capítulo se calcula la cantidad de
equipos necesarios para un proceso fluido.
El Quinto Capítulo, se indican las características técnicas referenciales que
considera el equipamiento recomendado y el presupuesto de cada alternativa,
basado en adquisiciones similares realizados en el Perú. Además se hace una
breve descripción del proceso de licitación que deberá efectuarse.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
CAPÍTULO 1 : ASPECTOS GENERALES
1.1 EVOLUCIÓN DEL TRANSPORTE DE CONTENEDORES
El necesario conocer la evolución del transporte de contenedores para poder
prever el comportamiento de la demanda futura y conocer el contexto en el
tendrán que planificarse las nuevas terminales portuarias y al que tendrán que
adaptarse las terminales existentes.
El importante aumento que se ha producido en el transporte de la mercancía
general y, especialmente, de la mercancía contenerizada a nivel mundial, inició
con el proceso de unitarización de la carga, lo que significa agrupar varios
paquetes pequeños o medianos de diferentes formas y tamaños, en unidades de
manipuleo más grandes y homogéneas, para facilitar las operaciones básicas
aplicadas en el transporte marítimo internacional como son: el embarque, la
estiba, el flete neto, la desestiba y el desembarque, utilizando para tales efectos
medios mecánicos, haciéndolo más rápido, seguro y económico, disminuyendo
los gastos de hurtos, pérdidas y reduciendo los costos operativos para el dueño
de la carga, para la compañía naviera y finalmente para los consumidores.
Es a finales del siglo XX, que un equipo italiano de arqueólogos submarinos
descubrió un buque que naufragó en el mar de Liguria en el siglo II de nuestra
era. El nombre de este buque era Félix Pacata, entre los restos se encontraron
varios dolium (receptáculos de madera o de barro) de proporciones parecidas a
lo que hoy en día se conoce por contenedores. Estos dolium eran utilizados en
aquella época para el transporte de líquidos y animales salvajes que se
desembarcaban principalmente en el puerto de Ostia y cuyo destino eran los
circos romanos [4].
La uniformización de las cargas, inicialmente utilizando el preseslingado, alcanzo
el más alto grado de sofisticación con el contenedor y su tendencia es buscar un
estándar en sus dimensiones, ofreciendo, dentro de la estandarización de la
eslora, manga y puntal, un amplio margen de opciones dependientes de
diversidad de las mercancías que se deberán transportar. Es así que comienza
una continuada evolución en los medios de carga/descarga de los buques.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
En el año 1965 la I.S.O. impone el empleo de unas normas dimensionadas
fijando longitudes, anchura y altura de los contenedores. Al mismo tiempo, la
I.S.O. se ocupa de dictar normas de alcance internacional respecto a las
pruebas, marcas, terminología, capacidad de carga, cubicaje de los
contenedores, etc.
Ya para 1972 el transporte de mercancías utilizando contenedores suponía un
tercio del transporte de mercancías en rutas transatlánticas. A partir de entonces
el tráfico de mercancías en contenedor se incrementa y llega en los años
ochenta a alcanzar el 78.2% del porcentaje de carga general transportada.
En 1998 y durante los últimos años, la flota mundial tuvo un desarrollo abrupto,
con la configuración de grandes buques con considerables calados, pero esto no
siempre fue correspondido con la adecuación de los puertos para recibir y operar
con ellos. Este crecimiento sostenido y continuo, ha tenido una tasa de
crecimiento promedio anual próximas al 10% en el periodo 1980-2000, lo que ha
conducido a multiplicar el tráfico por seis en dicho periodo hasta alcanzar 230
MM de TEU’s en el año 2000 y 534 MM de TEU’s en el 2008.
Hacia el 2015 las perspectivas de crecimiento se orientan a tasas menores pero
significativas en torno al 7% anual como consecuencia de múltiples factores,
entre los que cabe destacar la globalización, la búsqueda de economías de
escala en el transporte marítimo y el desarrollo de las tecnologías de la
información y las comunicaciones. En el cuadro 1.1 se observa el crecimiento
porcentual del tráfico de contenedores en el comercio mundial.
Cuadro 1.1: Evolución del tráfico de contenedores en el mundo
Mercancía generalDistribución (%)
1980 1985 1990 1995 2000 2004 2005Mercancía no contenerizada
78.2% 68.5% 63.6% 53.1% 42.5% 27.8% 21.8%
Mercancía contenerizada
21.8% 31.5% 36.4% 46.9% 57.5% 72.2% 78.2%
Fuente: Drewry Shipping Consultans Ltd.
El Perú, así como el resto de los países de la comunidad andina, no están libres
de este crecimiento, habiendo en algún caso triplicado el transporte de
contenedores desde el año 2001 al 2007, según las estadísticas de CEPAL, que
se muestran en el cuadro 1.2.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
Cuadro 1.2: Tráfico de contenedores en la Comunidad Andina (TEU)
País 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007Colomb
ia 608,0
44 568,9
07 631,3
41 814,7
12 1,034,8
38 1,432,4
45 1,835,0
18 Ecuado
r 504,4
55 556,4
88 625,7
79 665,4
67 748,0
85 812,8
36 894,3
20
Perú 536,4
02 578,6
33 627,0
11 806,5
67 991,6
81 938,1
19 1,175,3
29 Fuente: Página web CEPALSTAT
*No se tienen registros estadísticos de Bolivia
Del cuadro 1.2, se tiene figura 1.1. donde se observa de manera más clara el incremento del tráfico de contenedores a lo largo de la última década.
Figura 1.1: Tráfico de contenedores en la Comunidad Andina (TEU)
Fuente: Datos obtenidos de la página web CEPALSTAT
Debido a esta evolución, actualmente se está buscando alcanzar altos grados de
sistematización en los terminales portuarios que transportan contenedores,
mediante un eficiente equipamiento portuario en el muelle, patio de
contenedores y despacho final de estos. Esto es posible debido precisamente a
la estandarización del elemento transportado: el contenedor, la estandarización
en la forma de manipulación portuaria, el altísimo nivel de intercambios que se
precisan y la importante repercusión que representa la tecnología para la
rentabilidad del terminal.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
1.2 INFLUENCIA DEL EQUIPAMIENTO DENTRO DEL TRANSPORTE DE
CONTENEDORES
Con el crecimiento del comercio mundial, el mayor volumen de carga marítima y
la existencia de barcos modernos de mayor tamaño, la capacidad operativa de
muchos puertos ha quedado obsoleta.
En el Perú, el terminal portuario del Callao tenía una de las tarifas más altas a
nivel de Latinoamérica. La tarifa a la carga por uso de muelle en contenedores
era de entre 25% y 40% superior a la misma en Chile, Ecuador y Colombia, una
de las principales razones de los costos altos es la baja eficiencia del puerto.
En el puerto del Callao, debido a la falta de grúas pórtico en el puerto y a la
necesidad de trabajar con las de las naves, el ratio de productividad era
sumamente baja: 12 movimientos de contenedores por hora vs 60 o más en
otros puertos de la región.
Mientras en Puerto Limón cuesta US$54 la estadía de la nave medida en
términos de TEU movilizado; en Callao cuesta US$78. Mientras en Puerto Limón
cuesta US$66 la movilización de un contenedor de 20 pies; en Callao cuesta
US$105. Mientras la empresa administradora del puerto de Buenos Aires cobra
US$35 por contenedor a los distintos usuarios; en Callao ENAPU cobra US$92.
Esto se muestra en el cuadro 1.3.
Cuadro 1.3: Tarifas comparativas de Servicios portuarios a nivel regional
TARIFAS COMPARATIVAS DE SERVICIOS PORTUARIOS A NIVEL
REGIONAL
Tipo de Costo ¿Quién
paga?
Costos
Perú
(Callao)
Limón
(Costa Rica)
Buenos
Aires
Cartage
na
Estadía de nave 1/ Nave 78 54 - 68
TEU movilizado 2/ Usuario final 105 66 83 -
Cobos empresa
portuaria
Todos los
usuarios92 47 35 -
1/En términos de TEU movilizado
2/ Excluye surcharges. Exclusivamente operación portuaria
Fuente: Estudio de los Costos y Sobrecostos Portuarios del Puerto del Callao
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
Con esta productividad el tiempo promedio de carga/descarga de un buque es
de 21.5 horas. Es claro el hecho de que la baja productividad es atribuible a la
no existencia de grúas pórtico, según el Estudio de los Costos y sobrecostos
portuarios del puerto del Callao, elaborado para el proyecto CRECER, esto
equivale a un sobrecosto por nave de US$17.6 mil y a un sobrecosto total anual
de US$18 millones.
En general, en toda América Latina, se evidenciaba la tendencia hacia un rápido
crecimiento con pronóstico de superar el millón de TEU’s al año. Sin embargo la
carencia de Grúas Pórtico de Muelle para el servicio a contenedores, era una
gran limitante. En el cuadro 1.4 se muestra el crecimiento experimentado en el
tráfico de contenedores embarcados y desembarcados de 20’, en la comunidad
andina, entre el año 2000-2006.
Cuadro 1.4: Número de contenedores embarcados y desembarcados (TEU)
Fuente: Boletín estadístico de la Comunidad Andina SG382
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CAPITULO 1: ASPECTOS GENERALES
De estos datos se obtiene el gráfico 1.2, donde se observa la curva de
crecimiento experimentado en el Perú.
Figura 1.2: Contenedores embarcados y desembarcados en el Perú
La tendencia en el transporte marítimo en contenedores en la Región se orienta
al tráfico de naves tipo Panamax, como efecto del crecimiento de las economías
a nivel global. Avizorándose el progresivo desplazamiento de las naves de
primera y segunda generación hacia puertos de menor movimiento de
mercancías.
Para recibir estas naves se debe alcanzar niveles tecnológicos comparados con
importantes puertos del mundo, dotándolo del equipamiento necesario para
elevar su eficiencia y competitividad y así justificar la inversión en la adquisición
de Grúas Pórtico de Muelle para atender naves tipo Panamax, tomando como
referencia un rendimiento de 30 TEU’s/hora/grúa para descargar o embarcar 720
TEU’s en 12 horas de operación con dos Grúas Pórtico de Muelle para la
atención de una nave. A su vez permitirá el ingreso de naves modernas de
mayor tamaño y reducirá el tiempo de estadía actual hasta en un 60%.
Solo así se podrá enfrentar de manera airosa el fenómeno mundial de
globalización reflejada en la actividad portuaria del país, con una creciente
demanda de servicios con la exigencia de calidad y tarifas competitivas en la
cadena logística, tanto en el transporte como en la distribución de las
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mercaderías, destacando que más del 90% del comercio exterior peruano se
realiza por vía marítima utilizando naves de alto bordo.
En los últimos años el Perú ha logrado un avance significativo en la
estabilización de la economía y en la implementación de reformas estructurales
que ayudaron a impulsar su crecimiento económico, las proyecciones
económicas anuncian que aumentará la participación del comercio exterior en el
Producto Bruto Interno (PBI), es decir la exportación más la importación, como
porcentaje del Producto Bruto Interno (PBI) aumentará progresivamente. Este
cambio se refleja en un significativo crecimiento del volumen de movimiento de
carga por los puertos, que como se ha visto, son las principales vías por donde
se canaliza el comercio exterior, esto además se refleja en la tendencia creciente
del volumen de carga que moviliza ENAPU S.A.
1.3 PERFIL DEL PROYECTO
Una vez visto el desarrollo que el trasporte de contenedores ha tenido en las
últimas décadas, y comprendiendo que los países deben invertir en
infraestructura y equipamiento portuario, se presento un proyecto para el puerto
Salaverry, denominado “Mejoramiento del Servicio de Atraque y Manipulación de
Contenedores destinados a la Exportación e Importación en el Puerto de
Salaverry, Distrito de Salaverry, Provincia de Trujillo, Departamento de la
Libertad”, el cual tiene por objetivo preparar la infraestructura y equipamiento del
puerto para recibir 60 mil contenedores (35 mil llenos y 25 mil vacios) de 2TEU
incrementado a un 5% de crecimiento anual durante un horizonte de 10 años,
considerando que se recibirá naves Panamax. Para dicho objetivo se han
planteado dos alternativas, que se describe a continuación:
a. Alternativa N° 01
Esta alternativa contempla la ampliación del muelle Nº 1 existente que,
actualmente, tiene unas dimensiones de 25m x 225m. Y se ampliará a 57m x
300m. La ampliación de la longitud a 300m. es para que pueda recibir una nave
Panamax, y la ampliación del ancho, está considerada para que la nueva
estructura reciba la instalación de grúas pórticos. Además está considerado el
reforzamiento de la estructura existente.
b. Alternativa N° 02 NECESIDADES DE EQUIPAMIENTO DEL MUELLE Y PATIO DE CONTENEDORES DEL TERMINAL PORTUARIO
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En esta alternativa se considera la ubicación y construcción de un nuevo muelle
con capacidad para recibir la demanda proyectada, incluyendo la recepción de
naves Panamax.
Ambas alternativas consideran la construcción de un nuevo patio de
contenedores de aprox. 40,000 m2. Diseñado para apilamiento de 4
contenedores. Así mismo se ha considerado la adquisición de equipamiento que
optimice el proceso de manipulación de contenedores.
Debido a la viabilidad del proyecto, reflejada en el perfil desarrollado, se decidió
realizar estudios más certeros respecto a los distintos puntos críticos que se
manejaran en el proyecto. Tales como la infraestructura, equipamiento e
impactos sociales y ambientales que pueda causar el proyecto.
El informe está enfocado al estudio del equipamiento en el proyecto, y tiene
como objetivo final recomendar el equipamiento que hará óptimo el sistema
portuario y a la vez resulte un proyecto económicamente viable.
Figura 1.3: Vista del puerto Salaverry
Fuente: Página web Pro-inversión
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL EN MUELLE Y PATIO DE CONTENEDORES
CAPÍTULO 2 : ANÁLISIS DE LA OPERACIÓN EN MUELLE Y PATIO DE
CONTENEDORES
En este capítulo se describe el proceso de carga-descarga y manipulación de
contenedores en el T.P.S. y así conocer las necesidades de equipamiento para
cada proceso. Los medios y la organización de un puerto tienen como objetivo
que el intercambio de contenedores entre el transporte terrestre y marítimo se
produzca en las mejores condiciones de rapidez, eficiencia, seguridad, respeto al
medio ambiente y economía, para lo cual debe proporcionar una forma eficaz de
atender los diferentes ritmos que existen entre la carga/descarga de buques, y la
recepción y entrega de las mercancías a los modos de transporte terrestre.
Las operaciones a realizar en una terminal de contenedores son: la carga y
descarga, la estiba y desestiba del buque, el transporte interno desde o
hasta la zona de almacenamiento, el almacenamiento de los
contenedores , los trámites administrativos-aduaneros y la entrega y recepción.
Estas operaciones se realizan en cada uno de los diferentes subsistemas del
terminal.
El proceso de operación en un puerto se puede analizar de distintas maneras
según la bibliografía que se consulte, para el análisis de la operación en el T.P.
Salaverry se ha considerado los siguientes subsistemas:
Subsistema 1: Carga-descarga de contenedores, el cual se encarga de resolver
la interfaz marítima. Tiene asociado una cierta capacidad de transferencia dada
inicialmente por las grúas de muelle instaladas allí.
Subsistema 2: Almacenamiento de contenedores, que ocupa la mayor parte de
la superficie del terminal, cuya disposición y extensión están estrechamente
relacionadas, no sólo al tráfico que los otros sistemas reclaman, sino el
equipamiento que en este sistema vaya a trabajar.
Subsistema 3: El de recepción y entrega terrestre, integrada por las puertas
terrestres para camión y ferrocarril, las instalaciones para facilitar la captación
del alto volumen de información que en esa zona se requiere y los espacios
precisos para realizar la operación.
Subsistema 4: Es el que asegura el transporte horizontal de los contenedores
entre los subsistemas anteriores. Más que estar vinculado a un espacio físico
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concreto, comprende más bien la solución tecnológica adoptada en cada caso
para los movimientos físicos y de información que se precisan.
En las figuras 2.1 y 2.2, se observan la operación considerada.
Figura 2.4: Subsistemas en un terminal portuario de contenedores - planta
Figura 2.5: Subsistemas en un terminal portuario de contenedores - elevación
Fuente: Tesis Nicoletta Gonzales Cancelas
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A lo anteriormente expuesto hay que añadir zonas adicionales, que
complementan la actividad del terminal, como es el área para contenedores
refrigerados.
El informe está enfocado a analizar el equipamiento en el T.P.S. solo de las
necesidades del muelle y el patio de contenedores, es decir los procesos
implicados en los subsistemas 1, 2 y 4. En la figura 2.3 se observa los
subsistemas que se analizaran.
Figura 2.6: Subsistema de muelle y patio de contenedores a analizar
Fuente: Tesis Nicoletta Gonzales Cancelas
2.1 CARGA Y DESCARGA DE CONTENEDORES
Este subsistema, como encargado de resolver la interfaz marítima, se
caracteriza por el predominio del buque, como usuario muy particular, y las
consecuencias que ello conlleva. En efecto:
A. Por un lado, la dimensión del buque portacontenedores, siempre creciente
desde su aparición, en una progresión que, de momento, no ofrece indicios de
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que vaya a detenerse. El aumento de tamaño trae consigo la siguientes
necesidades:
Necesidad de plantear infraestructuras de obra civil en accesos marítimos
(canales de navegación) y atraques (muelles) cada vez mayores y
razonablemente holgadas.
Necesidad de adquirir medios de carga y descarga (grúas de muelle), cada
vez de mayor alcance y rapidez de operación y que conllevan además
necesidades de infraestructura también elevadas.
El objetivo principal del subsistema de la carga-descarga de buques es atender
la demanda de carga y descarga de contenedores con rapidez y seguridad, de
una forma integral, tanto en la atención directa al barco como en lo que respecta
a la relación con el medio de distribución de cargas con el resto del terminal. La
eficiencia con que se lleve a cabo esta misión va a depender de variables como:
El tamaño, la velocidad, la resistencia y el número de grúas de que se
dispongan.
El grado de automatización de las grúas así como el tipo de carro utilizado y
el número de operarios necesarios para manejarla.
Los sistemas de comunicación desarrollados con el resto del terminal
El nivel de capacitación de los recursos humanos implicados en la operación.
La exactitud de la información suministrada por el consignatario, en lo que a
la llegada y demás datos del buque se refiere, así como la mercancía a
embarcar y desembarcar.
La anchura y longitud del muelle.
El tipo de tráfico que acoja el terminal, distinguiendo entre terminal pública
con muchos clientes y terminal privada con uno sólo o pocos clientes.
B. Las grúas del muelle juegan un papel vital en este proceso. El movimiento
incesante de mercancías que se produce en el barco hacia el patio del terminal y
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en sentido inverso debe realizarse de forma fluida, de tal forma que no se
originen cuellos de botella. Un punto de singular importancia es el muelle, donde
las grúas deben resolver el problema de la carga y descarga del buque para que
sea constante y efectivo, y no se produzca ninguna alteración que pueda
repercutir negativamente en el terminal como sistema.
Con objeto de aumentar la productividad de las grúas en la actualidad se está
aumentando gradualmente la automatización. Se puede destacar el desarrollo
de varios sistemas, como el ‘double trolley’ y twin-lift, los cuales ya se explicaran
en el siguiente capítulo.
En la figura 2.4, se observa la iteración entre la grúa de muelle y la nave.
Figura 2.7: Subsistema de carga/descarga
Fuente: Análisis del Proyecto de Ingeniería - frentes de Atraque Puerto San Antonio
2.2 TRANSPORTE HORIZONTAL Y ALMACENAMIENTO EN PATIO DE CONTENEDORES
Se presenta los siguientes cuadros, para conocer cuál es la magnitud de
almacenamiento que requiere el proyecto en el puerto de Salaverry.
Cuadro 2.5: Demanda actual y proyectada
DATOS LLENOS VACIOS TOTALAÑO 2010 35,000 25,000 60,000 AÑO 2022 62,855 44,896 107,751
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De esto, se tiene que la capacidad de almacenamiento por día para cada tipo de
contenedor es como muestra el cuadro 2.2:
Cuadro 2.6: Capacidad de almacenamiento requerida
Numero requerido de espacios para FTU'sTipo de FTU's días Capacidad (*)
Contenedores llenos 10 1190 cont.Contenedores refrigerados 10 510 cont.Contenedores vacíos 5 600 cont.Contenedores vacíos - 2300 cont.
(*) Cálculo en base a Anexo A
El área requerida para el almacenamiento de esta cantidad de contenedores
dependerá del equipo que se elija, para ello se debe calcular una eficiente
superficie de almacenamiento y los equipos que la atenderá. Para la selección
de este equipamiento interviene múltiples factores. Por ejemplo, la disponibilidad
de espacio no siempre es la misma y el costo del suelo puede alcanzar valores
elevados, y peor aún puede no contarse con espacio suficiente. Esto ha obligado
a incrementar la altura de apilado de los contenedores en el patio, y por tanto a
disponer explanadas con elevada carga admisible, limitando los equipos que se
pueden utilizar.
El patio de almacenamiento en el terminal será dividido en áreas rectangulares
llamadas bloques. Los bloques tendrán líneas para almacenar los contenedores
en pilas o columnas. Cada línea normalmente consiste en contenedores de 20
pies unidos, para almacenar contenedores de 40pies se emplean dos espacios.
Los sistemas de manipulación para el transporte horizontal y almacenamiento
son esencialmente cinco:
a. Sistema de Plataformas de camión o terminal tractor
b. Sistema de Carretillas elevadoras (reach-stacker, fork lift, etc.)
c. Sistema de Straddle-carrier;
d. Sistema Rubber Tirad Gantry-crane (RTG)
e. Sistema rail mounted gantry-crane (RMG)
Para el transporte de contenedores entre el muelle y el patio se hara con
unidades de terminal tractor. Dichas unidades operan en el sentido de las
manecillas del reloj, es decir, se desplazarán por las pilas de contenedores en
dirección de este a oeste, y por el lado del muelle de oeste a este. NECESIDADES DE EQUIPAMIENTO DEL MUELLE Y PATIO DE CONTENEDORES DEL TERMINAL PORTUARIO
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1.1.1 Almacenamiento de contenedores refrigerados
Del cuadro 2.2, se necesita un espacio para 510 contenedores refrigerados lo
que precisa de la disposición de unas zonas de almacenamiento singulares, que
dispongan de las conexiones eléctricas necesarias para que estos contenedores
puedan mantener la cadena de frío.
Los contenedores refrigerados se deberán apilar en un máximo de 4 unidades, y
se puede acomodar en filas de 7 de ancho de contenedores de 40 pies.
En la figura 2.5 se observa las conexiones eléctricas necesarias para la
estructura metálica para contenedores refrigerados.
Figura 2.8: Patio de almacenamiento
Fuente: Terminal portuario el Callao
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA CAPÍTULO 3: DESCRIPCIÓN
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CAPÍTULO 3 : DESCRIPCION DE EQUIPOS PORTUARIOS
3.1 EQUIPOS PARA LA CARGA Y DESCARGA (STS)
Entre los equipos para la carga y descarga de la nave al muelle (STS- Ship to
Shore) el sistema especializado para descarga de contenedores, por lo tanto el
más eficiente son las grúas pórtico.
3.1.1 Grúas pórtico
Es una grúa pórtico montada sobre carriles, diseñada para realizar las maniobras
de carga y descarga de contenedores de barco a muelle y viceversa. Su
importancia radica en:
Precisión. Absoluto control en la manipulación de la mercancía.
Velocidad. Rapidez para cargar y descargar.
Sencillez. En el control de manejo de los contenedores.
Este tipo de grúa estará preparada para realizar las siguientes operaciones:
Trasbordo de contenedores desde la cubierta o bodega del barco al muelle y
viceversa.
Desplazarse a lo largo de su camino de rodadura.
Desplazar el carro con o sin carga
Elevar o descender la pluma estando detenidos los demás movimientos
Adaptar el tamaño del spreader a las distintas medidas
Todas las operaciones se controlan desde la cabina de control la cual está unida
al carro, y se mueve solidariamente con él mismo y con la carga, proporcionando
al operador una buena visión de la carga en todo momento. El sillón del gruísta
es ajustable y proporciona acceso a todos los controles de mando de grúa y
spreader sin necesidad de levantarse, por medio de dos pupitres de mando
situados ambos lados del sillón. Todo ello garantiza el manejo y control total de
la grúa y que se consiga mediante un único operario.
Además existe un circuito cerrado de video, que mediante un conjunto de
cámaras garantizan la máxima visibilidad del operario con monitores en la propia
cabina.
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La cabina de control, la caseta de maquinaria, así como todas las partes que
precisen del servicio de mantenimiento periódico, deben estar dotadas con
accesos seguros según las normas de seguridad vigentes.
Las grúas pórtico STS son manejadas de forma semiautomática por un
conductor desde una cabina situada sobre el trole, a unos 50 metros de altura
sobre el muelle, cuentan con un sistema de guiado semiautomático para la
selección del contenedor a movilizar. Se puede observar esto en la Figura 3.1.
Figura 3.9: Vista del software de control carga/descarga
Fuente: Publicación UNICAN-Bloque 15-Contenedores
Como ejemplos del más alto nivel de estas grúas se tiene el puerto de Rotterdam
que cuenta con 3 grúas con una pluma de 67.5 metros. Fabricada por ZPMC
(Zhenhua Port Machinery Co), que es la misma empresa que trajo las grúas al
puerto del Callao.
En Australia, P&O tiene las grúas más rápidas del mundo. Las velocidades de
elevación del spreader cargado y descargado son 150 – 210 m/min. En
Manzanillo, Méjico, existen dos grúas con trolleys que viajan a 240 m/min.
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Características
Este tipo de grúa suele pesar de 1,500 a 2,200 toneladas y hace entre 35 y 50
movimientos por hora en teoría. Cada movimiento desplaza de 1 a 4
contenedores entre el barco y el muelle, dependiendo del equipo elegido.
El tipo y tamaño de la grúa de muelle vienen condicionadas por el ancho de
contenedores de los buques que deben cargar/descargar, el ancho entre patas
de las grúas de muelle condiciona a su vez la ordenación del patio.
Se puede mencionar los siguientes tipos de grúas:
1.Panamax: Una grúa Panamax puede manipular contenedores en buques hasta
tamaño Panamax, 12-13 filas de contenedores a lo largo de la manga, hasta
32.5 metros.
2. Post-Panamax: Para Buques Post-Panamax, hasta 18 filas de
contenedores.
3. Súper-Post Panamax: Las mayores y más modernas, alcanzan hasta 25
filas de contenedores, aprox. 61 metros e incluso llegan hasta 70 metros.
Cuadro 3.7: Características típicas de las grúas pórtico
Capacidad 40 – 120 Ton. Según spreader
Alcance a la nave 30 – 70 metros
Distancia entre Rieles 15 – 70 metros
Alcance al patio 0 – 25 metros
Las velocidades de este tipo de grúas, se observan en el Cuadro 3.2
Cuadro 3.8: Velocidades de grúa pórtico
MANIOBRA POST-PANAMAXSUPER POST
-PANAMAX
Elevación del spreader máx. carga
m/min 70 80
Elevación spreader vacio m/min 170 180
Velocidad cabina m/min 220 220
Bajada spreader cargado m/min 70 80
Bajada spreader vacio m/min 170 180
QC sobre raíl m/min 45 46
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Existen varios sistemas que tienen por objetivo aumentar la productividad de las
grúas pórtico y su interacción con los camiones de transporte de contenedores.
Entre estos sistemas, se puede mencionar:
a. Double trolley: Las grúas que tienen este sistema tienen una plataforma a
modo de andamio con espacio para dos contenedores que permite que un
movimiento completo desde el barco al muelle sea efectuado en dos partes: una
primera entre el punto de enganche en el barco y la plataforma, y la segunda
entre ésta y el muelle. La plataforma es un punto de almacenamiento y
enganche intermedio, su importancia radica en que el movimiento entre ella y el
muelle puede ser automatizado fácilmente, ya que los esfuerzos en automatizar
los movimientos entre el punto de enganche en el barco y la plataforma han
tenido siempre más dificultad. En la figura 3.2 puede apreciarse su
funcionamiento. Estas grúas pueden elevar la productividad en un 50%, pero son
entre un 30 y 50% más cara respecto al sistema convencional y hay la
posibilidad de requerir de otro gruista.
Figura 3.10: Sistema Double trolley
Fuente: Publicación UNICAN-Bloque 15-Contenedores
b. Twin-lift: este sistema consiste en realizar la elevación de dos contenedores
a la vez mediante el acoplamiento al cabezal de la grúa de un ‘spreader’ especial
con ocho ‘twin locks’. Quizás las consideraciones más importantes a tener en
cuenta respecto a las operaciones ‘twin-lift’ como un sistema permanente son las
capacidades máximas de elevación de las grúas y las velocidades comparativas
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de elevación y desplazamiento horizontal entre el sistema simple y el ‘twin’. Para
los grandes buques, las posibilidades de efectuar operaciones ‘twin-lift’ están en
general entre el 30 y el 50% de su capacidad total.
Figura 3.11: Sistema Twin-lift
Fuente: Catalogo Rotainer
3.2 EQUIPO PARA ALMACENAMIENTO EN PATIO DE CONTENEDORES
3.2.1 Grúa RTG
La grúa RTG son grúas pórtico sobre neumáticos (Rubber Tyred Gantry), es un
componente imprescindible para una explotación rentable de las terminales de
contenedores. Se trata de un elemento seguro, eficiente y preciso. Su sencillo
manejo y la disminución en los tiempos de apilamiento hacen de estas grúas un
elemento esencial en terminales que pretendan competir por mantenerse en la
vanguardia de las nuevas tecnologías.
Se trata de una grúa pórtico móvil sobre neumáticos de caucho que se desplaza
a través de pistas de rodadura, obteniendo una gran flexibilidad en sus
movimientos dentro del área de almacenamiento de los contenedores. Todas las
operaciones de la RTG se controlan desde la cabina del operador sujeta al carro,
que se mueve solidariamente con el mismo y con la carga, el sistema de
traslación de la máquina está diseñado para trabajar sin carga, para obtener así
la máxima rentabilidad del mecanismo de elevación.
Existe la posibilidad de cambiar de pista de rodadura girando las ruedas de la
RTG 90º desplazándose hasta una pista paralela. Esto permite que una misma
RTG pueda dar servicio a más de una pista de rodadura. Por tal existe la
posibilidad de instalar un sistema de detección de proximidad entre grúas, para
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impedir eventuales colisiones, para aumentar la seguridad y evitar posibles
accidentes entre grúas que trabajen en una misma pista de rodadura.
En los puertos más modernos, las grúas RTG, de forma coordinada con los
sistemas de control que posee el terminal, también permiten realizar un auto
guiado de las mismas sin necesidad de intervención del operario, utilizando
métodos de localización como el GPS o mediante balizas colocadas de forma
estratégica a lo largo del terminal.
• Spreader telescópico que maneja contenedores de 20´ y 40´. Posibilidad de
incluir la opción de elevar dos contenedores de 20´ de forma simultánea.
• Capacidad de apilamiento desde 4 alturas hasta 6 alturas de contenedores.
• Apilamiento de contenedores en una misma zona desde 6 hasta 8 líneas.
• La máxima carga a elevar puede variar entre las 40 T y las 60 T.
• Multi-paneles equipados con pantalla táctil a color proporcionan el control y
monitorización, tanto en la sala eléctrica como en la cabina del operario de la
grúa.
En el cuadro 3.3 se observan algunas características de los RTG.
Cuadro 3.9: Características de las grúas RTG
En la figura 3.4, se puede observar al detalle las grúas pórtico de patio.
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DIMENSIONES Y VELOCIDADES RTG
Distancia entre ejes rueda 23.09-28,95 m
Libre interior 21.36-27.22 m
Altura bajo spreader 15.24-17.94m
Recorrido del carro 18.20-24.06m
Carga nominal 40 Ton
Spreader 20-40-45 Ft.
Velocidad Elevación a plena carga 15-18 m/min
Velocidad Elevación sin carga 23 m/min
Carro 70 m/min
Pórtico 135 m/min
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Figura 3.12: Vista de la grúa RTG
Fuente: Catalogo Kalmar
En la figura 3.5, se puede observar la forma de manipulación de un RTG, así
como las dimensiones de la grúa RTG en relación con los contenedores. Así
como las ruedas que se desplazan por el pavimento sin necesidad de algún riel.
Fuente: Página web
‘Sistema Ingenieria Global’
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Figura 3.13: Funcionamiento del RTG
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3.2.2 Grúa RMG
Sus siglas vienen de “Rail-Mounted Gantry crane”, es decir, grúa pórtico
montada sobre rieles, es el sistema más empleado en las grandes terminales de
contenedores como la de Hong Kong, Singapur, ó Rotterdam. La RMG es muy
parecida a la RTG en la operativa, pero las RMG no pueden moverse de un
bloque a otro, El pórtico sobre raíles elimina los movimientos innecesarios y
permite aprovechar mejor el espacio del suelo en el terminal. La ventaja de los
RMG sólo se encuentra en las grandes terminales con elevados volúmenes de
manipulación de contenedores y altamente automatizadas, por ejemplo con AGV
(vehículos guiados automatizados). Las RMG’s tienen 13 calles o espacios entre
sus patas y pueden almacenar hasta 6-7 alturas.
El innovador diseño tipo bogie con ruedas alineables garantiza el funcionamiento
del desplazamiento del pórtico con un mínimo desgaste de los raíles de la grúa.
En el Figura 3.6, se observa el mayor ancho de la grúa RMG capaz de
almacenar hasta 13 filas de contenedores.
Figura 3.14: Grúas pórtico RMG
Fuente: Foto del puerto Shanghái
En la Figura 3.7, se observa el ordenamiento que se adopta al usar grúas de
patio (RTG o RMG)
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Fuente: Publicación UNICAN-Bloque 15-Contenedores
En la Figura 3.8 se observa la comparación de costos entre ambas grúas de
patio.
Fuente: Análisis del proyecto del Puerto San Antonio (Chile)
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Figura 3.16 : Inversión total (horizonte a 25 años)
Figura 3.15: Almacenamiento con RTG/RMG
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3.2.3 Apilador frontal (reach-stacker)
El manejo de contenedores con los apiladores frontales, más conocidos en el
idioma portuario como reach-stackers, es una de las más flexibles soluciones
para operar en puertos pequeños y de mediano tamaño.
Los apiladores frontales están en uso en varios terminales portuarios. Su uso es
una manera muy económica de satisfacer la variedad de la demanda de este
tipo de terminales, manejo de una variedad de carga. Si bien es cierto necesitan
radios de giro para maniobras de alrededor de 8 metros, su costo es casi 3
veces menor a la de las grúas RTG. Por esta razón es esencial realizar un
análisis de las ventajas y desventajas al decidir el equipamiento a utilizar.
Depende mucho de la habilidad de los operadores el obtener las mejores
soluciones para las necesidades de manipulación de carga. Estos apiladorse
puede ser de gran utilidad en grandes terminales portuarios así como en los de
menor capacidad.
El peso propio del equipo varía entre los 60 ton – 90 ton. Lo que va relacionado
directamente a su capacidad de carga. Como se observa en la Figura 3.9 el
apilador frontal tendrá una limitación en cuanto a la cantidad de filas a
almacenar. Pudiendo esta llegar hasta 3 dependiendo del tipo de apilador que se
utilice. Además se observa que el peso nominal que puede cargar depende del
lugar de donde sea almacenada la carga. Esto quiere decir que para este tipo de
equipo además se deberá tener un buen control de almacenamiento según las
características (peso) de los contenedores a apilar.
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Figura 3.17: Apilador frontal
Fuente: Página web provisiónCon su extensa gama de productos, muchos proveedores pueden proporcionar
un perfecto manejo de contenedores para todos los requerimientos. Tienen
una cabina fácil de manejar, el diseño funcional así como su bajo costo
operacional, su alta disponibilidad y apoyo mundial hacen ésta gama de
productos muy popular. En el cuadro 3.4, se observa algunas características de
estos equipos.
Cuadro 3.10: Características de los apiladores frontales
REACH STACKER
Capacidad de Elevación (20'-40') 10-42-45 ton
Capacidad de apilación 8 vacios - 6 llenos
Ruedas 5200-8000 mm
Peso de Servicio 37400-105800 Kg
Motor diesel, 6 cilindros
En la Figura 3.10, se observa otros diseños de apiladores frontales que se han
ido innovando para la mejor manipulación de la carga.
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Figura 3.18: Stacker con brazo curvo
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Fuente: Catálogo Liebherr LRS 645
Funcionalidades principales:
Trabajo con spreader de 20 y 40 pies
Carga y descarga de camiones
Reparto de contenedores por el terminal
Completa movilidad del spreader
Cambio de marchas automático
3.2.4 Apilador para contenedores vacios (stacker)
Los contenedores se tienen que mover o ser apilados rápida y
eficientemente. Los contenedores deben ser apilados altos y muy cerca para
explotar al máximo el área disponible de terreno y para su fácil acceso, ya que
estos contenedores están almacenados muchos menos días respecto a los
contenedores llenos, de 2 a 5 días dependiendo el puerto.
Los stacker para contenedores vacios, tienen capacidad de alta elevación para
apilar fácil y con movilidad en caminos estrechos. En la figura 3.11 se observa el
apilamiento realizado con este equipo, su brazo puede extenderse hasta lograr
apilar 7 contenedores en filas de 3 de ancho, logrando filas de 6 de ancho a ser
manejadas por ambos lados. En esta radica su diferencia con las grúas horquilla
(fork lift) que solo puede apilar en dos filas, manejando una por cada lado.
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Figura 3.19: Stacker para contenedores vacios
Fuente: Catalogo Nautic expo
Cuadro 3.11: Características de stacker para contenedores vacios
STACKER PARA CONTENEDORES VACIOS
Capacidad de Carga 7-10 ton
Capacidad de apilar Hasta 8 contenedores
Pasillo mínimo estiba 90º13.80-14.00 m cuando se manejan
contenedores de 40'
Motor Diesel
3.2.5 Grúa horquilla (Fork lift)
El Fork lift, carretilla elevadora o grúa horquilla son utilizados para movilizar
contenedores vacios en el puerto. Son pequeños, y tiene dos barras paralelas
(que se manejan con las palancas que hay dentro) delante para coger los
objetos y elevarlos en forma vertical. Se usan para apilar contenedores vacios y
son más económicos que los stacker para contenedores vacios, este es el
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motivo de su mayor uso en los terminales portuarios. En el cuadro 3.6 se
observa algunas características de este equipo.
Cuadro 3.12: Características de la grúa horquilla
GRÚA HORQUILLA
Capacidad 5-10 ton
Número de contenedores Hasta 7 contenedores
Longitud de camión (L) 6.900m
Ancho de camión (B) 4.000m
Distancia entre ejes (L3) 4.550m
Radio de giro externo (R1) 6.000m
Peso de servicio Alrededor de 37 TN
Figura 3.20: Detalles de la grúa horquilla
Fuente: Catalogo KONEGRANES
3.2.6 Plataforma para contenedores refrigerados (reefer)
Son estructuras diseñadas para facilitar el acceso y realizar el control de los
parámetros (registros de temperatura, conexión y desconexión, manipulación o
reparación de la unidad frigorífica, etc.) de los contenedores frigoríficos,
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sustituyendo a los sistemas portátiles como escalas. La utilización de las
plataformas de refrigeración conlleva una mejora productiva, ya que el control se
realiza en menor tiempo, y es necesario solamente un operario para ejecutar
esta labor. Son plataformas que permiten una manipulación segura y fiable del
reefer con menos mano de obra.
Las plataformas para contenedores frigoríficos permiten:
Rentabilizar la superficie del terminal.
Aumentar la seguridad del personal.
Disminución del tiempo necesario en el acceso y control de los
contenedores.
Control realizable por un único operario.
Disminución del tiempo necesario para realizar el acceso y control en
contenedores de frío.
Está calculada para resistir impactos de camiones o contenedores en las
maniobras en el terminal, y el empuje de fuertes vientos
Son dimensionables según necesidades.
Las plataformas se diseñan adaptándose a las características particulares del
cliente, pudiendo ser diseñada para apilamientos de RTG como de van-carrier
cambiando las dimensiones de la plataforma para adaptarse al espaciado entre
contenedores. Es el complemento ideal para los apilamientos de refeers, al
permitir atender contenedores frigoríficos apilados a distintas alturas con
comodidad, rapidez y seguridad, además que el espacio ocupado por la
plataforma en el terminal es mínimo, rentabilizándose así el terminal al máximo.
El acceso a las distintas alturas se realiza mediante elementos integrados en la
propia estructura, entre los que destacan la escalera de gato y la escalera
convencional, y todos los elementos exigibles en materia de seguridad:
barandillas, rodapiés, señalización de seguridad, etc. Esto se observa en la
figura 3.13.
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Figura 3.21: Control de plataforma para contenedores refrigerados
Fuente: Foto en el puerto del Callao
3.3 EQUIPO PARA TRANSPORTE HORIZONTAL
3.3.1 Terminal tractor
Para el desplazamiento horizontal de la carga se utilizan el terminal tractor el
cual se complementan con chasis portacontenedores. Deben de contar con un
fuerte y confiable bastidor, excelente diseño y lo último en tecnología de cabinas,
estas tres combinaciones, garantizan máxima productividad para todas las
aplicaciones en puertos y terminales.
La interacción entre las operaciones de estiba y el patio de operaciones se podrá
hacer con una flota de unidades tractor- tráiler. En la figura 3.14 y 3.15 se
observa el terminal tractor y el chasis portacontenedores de este equipo.
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Figura 3.22: Terminal Tractor
Fuente: Catalogo Kalmar
Figura 3.23: Chasis del terminal tractor
Fuente: Catalogo International Commerce CO
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CAPÍTULO 4 : DETERMINACIÓN DEL EQUIPAMIENTO
Este capítulo tiene como objetivo determinar el tipo y la cantidad de equipos
necesarios para la operación fluida del sistema portuario. Para esto es
importante conocer cuál de todos los subsistemas del puerto, es el subsistema
crítico y basar el análisis en los equipos implicados en este subsistema.
4.1 SUBSISTEMA CRÍTICO
Según el sistema de operación y la descripción de los equipos portuarios
realizada en los capítulos anteriores, el equipamiento necesario para cada
subsistema es como se detalla a continuación:
Subsistema 1: Carga-descarga de contenedores
Grúas de muelle (STS)
Subsistema 2: Almacenamiento de contenedores
RTG, reach-stacker, grúa horquilla, etc.
Subsistema 4: Transporte horizontal de los contenedores
Terminal tractor y plataformas encargados
La interacción de estos subsistemas se da de la misma manera para los
contenedores llenos, refrigerados y vacios. En el T.P.S. el subsistema de
transporte de contenedores llenos es el subsistema crítico En este subsistema
se tiene a tres equipos directamente involucrados, que son:
GRUA DE PORTICO – TERMINAL TRACTOR – EQUIPOS DE PATIO
El ritmo de operación del subsistema crítico, puede hacer que la operación
portuaria sea eficiente o se convierta en un proceso lento, con tiempos de
esperas innecesarios y por consecuencia, pérdidas económicas.
4.2 ANÁLISIS PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOS EN EL PATIO DE
CONTENEDORES
Dentro del subsistema crítico, una de las decisiones que requiere mayor análisis
en el puerto, son los equipos del patio de contenedores. El patio de
contenedores ocupa un importante porcentaje del área total del puerto,
Para la elección del equipamiento en el patio de contenedores se toma en
cuenta los siguientes factores:
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Diferencia de áreas requeridas según equipo
Costo del terreno y costo de m2 del pavimento
Costo de adquisición, mantenimiento y repuestos de equipos según el
equipamiento elegido
Productividad de equipos
El análisis que sigue tendrá como objetivo la elección entro los dos sistemas más
utilizados en los puertos modernos: RTG’s vs el apilador frontal (Reach-stacker)
4.2.1 Capacidad de almacenamiento necesaria
En el diagrama de planificación, se ingresa los valores de TEU’s por año y los
días de almacenamiento en el patio. En el cuadro 4.1 se observa estos datos.
Cuadro 4.13: Datos para Diagrama de planificación
Numero requerido de espacios para FEU's A ingresar
Tipo de FEU'sAlmcenamient
oProyección 2022 FEU's TEU's
Contenedores llenos 10 4399963000 126000
Contenedores refrig. 10 18856
Contenedores vacíos 5 44896 45000 90000
Total de contenedores 107751 108000 216000
Figura 4.24: Ingreso de datos en diagrama de planificación
Fuente: Libro de Richard Marí Sagarra – Anexo A
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De la figura 4.1, los datos de salida son los que se presenta en el cuadro 4.2. De
los contenedores llenos, se han considerado 30% como contenedores
refrigerados.
Cuadro 4.14: Capacidad de almacenamiento necesaria en TEU’s
Del Gráfico (Anexo A)
Tipo de TEU'sCantidad de almacenamiento
necesaria TEU's (miles)FEU's
Contenedores llenos3400
1190 unid
Contenedores refrigerados 510 unid
Contenedores vacíos 1200 600 unid
Total de contenedores 4600 2300 unid
4.2.2 Área requerida para la cantidad de contenedores a almacenar
El área para almacenar 4,600 TEU’s o 2,300 FEU’s depende directamente del
equipo seleccionado.
Según Richard Marí Sagarra [4], se tiene el cuadro 4.3, donde se observa
diferencias entre los equipos analizados, el dato más resaltante que se obtiene
de este cuadro es la optimización del área.
Cuadro 4.15: Diferencias entre RTG y apilador frontal
CONCEPTO Apilador frontal RTG
PESO (TON) 35 32
OCUPACION (M2/TEU) 13.92 13.92
COSTE AREA /TEU ($/MES)
7.464 2.801
OPTIMIZACIONBuena Excelente
590 TEU/Hect. 802 TEU/Hect.
COSTES EQUIPO ($) 536,000 2,010,000
N° OPERADORES medio medio/alto
MANTENIMIENTO medio bajo
RECLAMACIONES escasas escasas
VENTAJAS Bajo mantenim. buen control
DESVENTAJAS selección pobre alto costoLibro de Richard Marí Sagarra. El tipo de Cambio de €=1.34*$
Para un cálculo más preciso con las consideraciones que se tomaran para el
almacenamiento en el terminal portuario Salaverry, se realiza la distribución en
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planta de los espacios requeridos. En los cuadros 4.4, 4.5, Se calculan los
espacios requeridos.
El diagrama en planta se realiza con medidas de TEU’s, para una mayor
versatilidad de recepción de carga, cuando se necesite apilar FEU’s, se utilizan
dos bloques de TEU’s. El cuadro 4.4, muestra las características de apilamiento
considerados según equipo.
Cuadro 4.16: Tipo de apilamiento según equipo seleccionado
Equipo RTG Apilador Frontal
Tipo de TEU's TEU's Apilamiento Apilamiento
Contenedores llenos 2380 5 5-5-4 = 14 filas
Contenedores refrigerados 1020 4 4
Contenedores vacíos 1200 7 7
Total de contenedores 4600
Con estos datos, se calcula los espacios en planta que se necesita según el
equipo a seleccionar.
RTG : Espacios en planta=23805
=476
Stacker : Espacios en planta=238014
× 3=510
De la misma manera se cálculo para contenedores refrigerados y vacios.
Cuadro 4.17: Cantidad de espacios en planta para contenedores
Datos para distribuir en el patio de almacenamiento
Cantidad de contenedores según equipo
Tipo de TEU's RTG STACKER
Contenedores llenos 476 510
Contenedores refrigerados 255 255
Contenedores vacíos 172 172
Total de contenedores 903 937
El emplantilla de los espacios en planta, se observan en las figuras 4.2 y 4.3.
Las cantidades son aproximadas según la distribución en planta.
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Figura 4.25: Planta de distribución con equipos RTG – Grúa horquilla
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Figura 4.26: Planta de distribución con equipos Reach-stacker y grúa
horquilla
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Figura 4.27: Comparación de distribución según equipamiento
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De los planos elaborados, se analiza solo el área correspondiente al
almacenamiento de contenedores llenos, con equipos RTG o apiladores
frontales.
Cuadro 4.18: Ratios de área para espacios de contenedores llenos
TEU's
EQUIPOEspacios en
plantaApilamiento Contenedores Área
Ratio (TEU’s/ha)
RTG504
52,520 28,244 m2 892
Apilador frontal 540
5-5-42,520 36,334 m2 694
El área se calcula de los planos que se encuentran en el anexo B.
4.2.3 Costo del pavimento en cada alternativa
La variación del costo de pavimento entre una y otra alternativa es básicamente
por la necesidad de vigas de concreto armado para la línea de rodadura de los
RTG’s.
El pavimento a considerar para la comparación, será un diseño operativamente
flexible que puede resistir la carga de las pilas de contenedores, terminal
tractor/remolques y uso de apiladores frontales. El diseño de pavimentos para
contenedores vacios considera menores cargas.
De esta manera, si bien es cierto que el pavimento para los apiladores frontales
es de mayor área, es más económico. Por esto es tan importante este análisis.
Para el tema de elección que es el fin de este capítulo, solo se considero el área
de contenedores llenos. Del cuadro 4.7, se tiene esta área para cada sistema.
El pavimento típico considerado, se observa en el gráfico 4.4
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Figura 4.28: Pavimento considerado
La superficie de rodadura es con bloques de concreto.
Este pavimento será igual en ambas alternativas, las diferencias se basan en las
vigas de concreto armado que se utilizan en el sistema RTG. Se analiza cada
alternativa.
i. Pavimento para Sistema RTG:
Se consideró vigas RTG de 60x180 cm. Y una cuantía de acero promedio para
estos trabajos, de 40 cm2 de acero.
Del plano en el anexo B, se tiene 1180 ml de esta viga.
Figura 4.29: Sección referencial de viga RTG
Del cuadro 4.6, al área 28 244 m2 se debe restar el área de las vigas RTG. El
resultado será.
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Area ( RTG )=28244−1180×1.80=26120 m2
El presupuesto referencial se observa en el cuadro 4.7.
Cuadro 4.19: Presupuesto referencial de pavimento para RTG
Detalle und Metrado P.U. ParcialMaterial granular grava 3" (e=25cm.) m3 6,530 $ 15.00 $ 97,950.00 Sub-base granular CRB=20% (e=20cm.) m3 5,224 $ 15.00 $ 78,360.00 Base granular CBM4 (e=50 cm.) m3 13,060 $ 18.00 $ 235,080.00 Cama de arena (e=30cm.) m3 7,836 $ 12.00 $ 94,032.00 Bloques de concreto (e=8cm.) m2 26,120 $ 16.50 $ 430,980.00
Vigas RTG (180x60 cm.) ml 1,180 $ 333.69 $ 393,754.20 Total costo sin IGV $ 1,330,156.20 Gastos generales 15% $ 199,523.43 IGV 19% $ 252,729.68
Total costo sin IGV $ 1,782,409.31
i. Pavimento para sistema con apilador frontal
El área para el sistema con apilador frontal es mayor, sin embargo no se
considera ningún elemento de concreto. El presupuesto referencial es el que
muestra el cuadro 4.8:
Cuadro 4.20: Presupuesto referencial de pavimento para apiladores frontales
Detalle und Metrado P.U. ParcialMaterial granular grava 3" (e=25cm.) m3 9,084 $ 15.00 $ 136,260.00 Sub-base granular CRB=20% (e=20cm.) m3 7,267 $ 15.00 $ 109,008.00 Base granular CBM4 (e=50 cm.) m3 18,168 $ 18.00 $ 327,024.00 Cama de arena (e=30cm.) m3 10,901 $ 12.00 $ 130,809.60 Bloques de concreto (e=8cm.) m2 36,336 $ 16.50 $ 599,544.00
Total costo sin IGV $ 1,302,645.60 Gastos generales 0.15 $ 195,396.84 IGV 19% $ 247,502.66 Total costo sin IGV $ 1,745,545.10
4.2.4 Cantidad y costo de los equipos
La cantidad de equipos utilizados se calculan para cada caso según la
productividad dada por el fabricante.
En los equipos elegidos se tiene:
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A. Grúas RTG:
Estas grúas tienen una productividad de 10 contenedores por hora. Para las
grúas pórtico se ha considerado un movimiento de 25 contenedores por hora.
Igualando ciclos, se obtiene:
10 ×n=25 ×2
n=5
n: numero de RTG’s
El precio referencial para esta grúa se tomo del expediente técnico del muelle
Sur, este presupuesto se encuentra en el anexo D
Cuadro 4.21: Costo de grúa RTG
DescripciónCantid
adPU
US$Precio Parcial
Repuestos TPI Total
Grúa pórtico patio RTG 18 1,500 27,000 540 810 28,350Fuente: Expediente técnico Callao (miles $)
Dividiendo los $28’350 000, entre las 18 grúas obtenidas, se tiene el costo
referencial. Este costo incluye los repuestos, mantenimiento e impuestos.
Costo de RTG=28 ' 35000018
=$ 1' 575 000.00
B. Apilador frontal (Reach-stacker):
Estos equipos tienen una productividad de 12.5 contenedores por hora. Para las
grúas pórtico se ha considerado un movimiento de 25 contenedores por hora, de
tal manera. Igualando ciclos, se necesita:
12.5 ×n=25 ×2
n=4
n: numero de apiladores frontales
Cuadro 4.22: Costo de apilador frontal (reach-stacker)
Descripción Cantidad PU US$Precio Parcial
Repuestos
Total
Apilador frontal 4 812.5 3 250 162.50 3 412.5Fuente: Expediente técnico Paita (miles $)
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Una vez calculados el área requerida para cada sistema, el costo por el
pavimento a construir y el costo de adquisición según la cantidad de equipos
necesarios, se tiene el cuadro resumen 4.11.
Adicionalmente se ha considerado el costo del terreno a un promedio de $10.00
por m2.
Cuadro 4.23: Comparación de costos ($)
Costo
terreno ($)
Costo pavimento ($)
Costo equipo ($)
Costo total ($)
STACKER 363,330 1,745,545.10 3,412,500.00 5,521,375.10RTG 282,440 1,782,409.31 7,875,000.00 9,939,849.31
De tal manera que tras el análisis efectuado, se elige como opción más
económica y con similares estándares de productividad, el equipamiento con
apiladores frontales o reach-stacker.
4.3 CANTIDAD DE EQUIPOS EN EL SISTEMA
Luego de la elección del equipamiento para la manipulación de los
contenedores, el sistema completo de equipamiento recomendado es:
Figura 4.30: Equipamiento seleccionado
Fuente: Catalogo Kalmar
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4.3.1 Grúas pórtico
En términos generales la cantidad de Grúas pórtico está en función de la
cantidad de contenedores que se desea atender en un determinado tiempo.
Para ambas alternativas del proyecto, según la demanda calculada, al año 2022,
la demanda total será:
Tráfico de contenedores= 1077514×12
=2245cont.sem
. →22457
=321 cont.día
La productividad considerada para la grúa pórtico es de 25 cont. /hora, por lo
tanto una grúa puede descargar en 24 horas, un total de 600 contenedores, es
decir según el número de contenedores no se tendría problemas con una grúa.
Sin embargo, uno de los objetivos del proyecto es que una nave Panamax pueda
desembarcar en el puerto, esta implica un promedio de carga/descarga de 1000
contenedores por nave.
El tiempo óptimo para este proceso es máximo 24 horas.
n ×24 ×25 =1000
n=1.67→2
Siendo n, el numero de grúas pórtico necesarias para descargar una nave
Panamax en 24 horas.
4.3.2 Apilador frontal (Reach-stacker)
Para la elección de la alternativa ya se realizo este cálculo. Ver punto 4.2.4-B.
Se necesitan 4 apiladores frontaltes.
4.3.3 Terminal Tractor
Los terminal tractores se encargaran de resolver el transporte horizontal que
comunica el subsistema de carga/descarga y el almacenamiento. Por tanto la
cantidad de terminal tractors necesarias para resolver esta interacción de
manera eficiente, depende directamente de:
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i. Distancia entre muelle y patio de almacenamiento: Varía según la alternativa 1
o 2 del perfil. Si se elige la alternativa 1, ampliación del muelle 1, el patio tiene
una ubicación diferente respecto a la alternativa 2, muelle nuevo.
ii. Velocidad del terminal tractor (velocidad permitida en ese recorrido). Esto
también es lo mismo para ambas alternativas.
iii. Tiempos de carga de la grúa de muelle.
iv. Tiempos de descarga del equipo en patio: Depende que equipos se escoja en
el patio. En la primera parte de este capítulo se concluye con la elección de los
apiladores frontales para la manipulación de contenedores llenos.
Se considera lo siguiente:
El ciclo del terminal tractor es: Tiempo de carga + Tiempo de recorrido (ida y
vuelta) + Tiempo de descarga
Debe estar un terminal tractor esperando un contenedor para que el spreader
de la grúa cargue el contenedor. Es decir una vez que la grúa descarga el
primer contenedor, el tiempo de regreso del spreeder para poder cargar el
segundo contenedor, es el tiempo en que debe estar ubicado el 2º terminal
tractor debajo de la grúa.
Según estas consideraciones, se realiza los siguientes cálculos:
a. Cálculo del tiempo de carga (t1)
Tomando la productividad de la grúa como 25 contenedores por hora, se tiene:
T carga y descarga =6025
=2.40min
contenedor
Este es el tiempo de demora para la carga y descarga de un contenedor. El
tiempo solo para carga, es:
t 1 =2.402
=1.20 min .
b. Cálculo del tiempo de descarga (t2)
Tomando la productividad del apilador frontal o reach-stacker, 12.5 contenedores
por hora, Se tiene:
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T descarga =6012
=4.80min
contenedor
Este tiempo sirve solo como referencia, no se puede tomar la mitad de este
tiempo, ya que al llegar el terminal tractor al pie del camiones de terminal, este
toma el contenedor y el terminal tractor se retira, no son necesarios tiempos de
espera entre estos equipos.
Se toma el 30% de este tiempo.
T descarga =30 %× 4.8 min
t 2=1.44 min →1.50 min .
c. Cálculo del tiempo de recorrido (t3)
Cuadro 4.24: Distancias de recorrido del terminal tractor
Distancias ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2d1 370.0 m 400.0 md2 460.0 m 580.0 md3 560.0 m 780.0 m
D PROMEDIO 463.3 m 586.7 m
D IDA- VUELTA926.7 m 1173.3 m
Además, se considera la Velocidad del terminal tractos V=15 km/h. Aplicando:
T recorrido = DistanciaVelocidad
Cuadro 4.25: Tiempo de ida-vuelta según alternativa
ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2
TPROMEDIO (t3) 3.707 min 4.693 min
De lo expuesto anteriormente, se tiene el ciclo del terminal tractor para cada
alternativa.
Cuadro 4.26: Tiempo del ciclo según alternativa
Tiempos ALTERNATIVA 1ALTERNATIVA
2tCARGA= t1 1.20 min 1.20 min
tDESCARGA= t2 1.50 min 1.50 min
tIDA-VUELTA= t3 3.71 min 4.69 min
tTOTAL CICLO= ∑ t1+t2+t3 6.41 min 7.39 min
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PRODUCCIÓN TERMINAL TRACTOR 9.37 cont./hora 8.12 cont./horaGráficamente, se tiene:
Figura 4.31: Ciclo de los terminal truck
Del gráfico 4.7, se formula:
Alternativa 1 Alternativa 2
T 2× n=Tciclo T 2× n=Tciclo
1.2 ×n=6.41 1.2 ×n=7.39
n=5.34 → 6 n=6.20 →7
Este análisis se realizó para cada grúa pórtico, es decir por cada alternativa se
necesita lo indicado multiplicado por 2.
4.3.4 Grúa horquilla
Estos equipos, por ser utilizados para la carga de contenedores vacios y tener
menores dimensiones que los apiladores frontales, tienen una productividad
promedio, dependiendo del proveedor, de 16 contenedores/hora. Para las grúas
pórtico se ha considerado un movimiento de 25 contenedores/hora. Igualando
los ciclos, se tiene:
16 × n=25 ×2
n=3.125→3
Donde n: numero de grúas horquilla. NECESIDADES DE EQUIPAMIENTO DEL MUELLE Y PATIO DE CONTENEDORES DEL TERMINAL PORTUARIO
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Los apiladores frontales también pueden apoyar en el transporte de
contenedores vacios.
En resumen, según los cálculos efectuados, el equipamiento recomendado es:
Cuadro 4.27: Resumen del cálculo de equipamiento
Equipos ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2
Grúas pórtico STS 2.00 und 2.00 und
Apiladores frontales 4.00 und 4.00 und
Terminal Tractor 12.00 und 14.00 und
Grúa horquilla 3.00 und 3.00 und
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CAPÍTULO 5 : ADQUISICIÓN DEL EQUIPAMIENTO
5.1 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS DEL EQUIPAMIENTO
En este punto se presenta las recomendaciones técnicas consideradas para el
equipamiento elegido. Algunas de las características técnicas se han tomado en
cuenta para el cálculo de áreas de almacenamiento, costos, alturas de
apilamiento, etc. A continuación se detallan estas características técnicas.
5.1.1 Grúa Pórtico
Con el fin de atender al buque de diseño, las grúas pórtico deberán diseñarse de
tal manera que sobrepasen la línea del muelle para servir a barcos de 13 TEU de
ancho (naves Panamax).
Las grúas deben ser capaces de levantar dos contenedores de 20 pies
simultáneamente (servicio twinlift) o un contenedor de 40 pies, ni ninguna otra
configuración de carga más pesada. Para permitir las características del twinlift,
la carga de izaje segura de la grúa bajo el spreader debe ser 60 toneladas
métricas.
La distancia entre los rieles de la grúa se ha determinado en 27 m. y la longitud
total de cada grúa, de tope a tope, no debe exceder los 25m.
La grúa operará con seis vías de tránsito entre los rieles, e incluirá islas para que
la tripulación pueda manipular las chapas giratorias en cada vía. La zona de
depósito de escotillas estará ubicada en la zona trasera de la grúa. El ancho
máximo de las escotillas se ha asumido en 12m y la altura de apilamiento se
limita a 4 escotillas. Se permitirá un espacio libre de 15m para depositar las
escotillas.
En el extremo este de los rieles de la grúa se instalarán topes fijos. En el
extremo de los rieles al lado del mar se instalarán topes desmontables.
Las gruas porticos estaran especificadas para lograr una productivdad de 25
ciclos por hora.
La cabina del operador en las grúas STS deberá tener un diseño
ergónomicamente superior, dando comodidad al operador y alta perfomance.
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Cuadro 5.28: Detalles de la grúa seleccionada
Método de acarreo Separadores largos dobles
Capacidad de carga (SWL) 60 toneladas
Largo de Riel 27500 mm
Alcance desde el centro del riel del lado mar 56000 mm
Alcance desde el centro de riel de lado tierra 15000 mm
Altura de levante sobre el nivel del muelle 40000 mm
Altura de levante bajo el nivel del muelle 18000 mm
Espacio libre entre las patas 17000 mm
Espacio vertical libre bajo la viga del portal 16500 mm
Ancho total 27000 mm
Ruedas 8 por esquina
Peso de la Grúa 17000 toneladas
Se adjunta catalogo referencial en Anexo C.
5.1.2 Terminal tractor
Los terminal tractores tendrán motores diesel en una configuración de 4x2,
transmisión automática equipada con una quinta rueda elevable.
Se proveerá una cabina para todo clima, aire acondicionado, protegida contra
vuelcos y equipada con un asiento de alta calidad con suspensión de aire para el
chofer.
Los tráileres serán especialmente diseñados y construidos para un terminal de
contenedores, del tipo trabajo pesado, capaces de transportar 2 contenedores
de 20’ o uno de 40’ con un peso máximo de 60 toneladas y usarán llantas
sólidas con un eje pivotante.
Se adjunta catalogo referencial en Anexo C.
5.1.3 Apilador frontal (Reach-stacker)
La carga nominal mínima que deberá levantar el equipo es 45-40-28 toneladas.
El radio de giro máximo es de 8 m., su brazo extendido es de 11m. Y el
apilamiento que debe tener es como muestra la figura 5.2.
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Figura 5.32: Apilamiento considerado para el apilador frontal
Fuente: Catalogo Kalmar
En Anexo C, se encuentra el catalogo referencial.
5.1.4 Grúa horquilla
Montacargas horquilla para acarreo de contenedores vacios, que permitirá apilar
contenedores con una altura de 7 contenedores. Podrá cargar hasta 10 ton. Y
estará preparado para una producción de 16 contenedores/hora.
En Anexo C, se encuentra el catalogo referencial.
5.2 PRESUPUESTO DE CADA ALTERNATIVA
Para la determinación de los costos de equipamiento se han obtenidos de
proyectos portuarios realizados en el Perú, como es el caso del puerto del Callao
y Paita. En el anexo D, se presenta el presupuesto de equipamiento de estos
proyectos.
Se ha incluido los costos de repuestos en un equivalente del 5% del valor de los
equipos.
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La sumatoria del costo de equipo más el repuesto han determinado el costo
estimado de cada alternativa al que se ha aplicado el impuesto general a las
ventas (IGV), resultando finalmente el total del costo estimado de la alternativa.
Se ha considerado el tipo y cantidad de equipos seleccionados en el capítulo 4.
En los cuadros 5.2 y 5.3 se pueden ver el detalle del presupuesto estimado para
el equipamiento del muelle y patio de contenedores.
5.3 PROCESO LOGÍSTICO
Se deberán invitar a las empresas nacionales e internacionales para que
presenten sus propuestas de acuerdo a las Especificaciones Técnicas
correspondientes.
Algunas de las empresas fabricantes de grúas pórtico son:
- ZPMC (China)
- KCI KONECRANES (Finlandia)
- FANTUZZI NOELL (Italia-Alemania)
- PACECO ESPAÑA (España)
- LIEBHERR (Alemania)
- KALMAR (USA)
- ENERGOTEC (Perú)
- FERREYROS (Perú)
- TRITON TRADING (Perú)
- GULF PORT CRANES (USA)
- SUPPLIES & MAINTENANCE SERVICES S.A.C. (Peru)
- LIEBHERR CONTAINER CRANES LTD. (Irlanda)
La licitación debe incluir el diseño, cálculo, adquisición de materiales,
manufactura, ensamblaje, pintura de fábrica, inspección, prueba de fábrica,
montaje y pruebas en el lugar de fabricación, embarque y transporte de las grúas
hasta el puerto, descarga, montaje, extracción de soportes de envío, limpieza y
reparación de daños por el envío, pruebas finales, capacitación y entrenamiento
del personal de operación de las grúas pórtico a caro del contratista, puesta en
marcha y entrega funcionando. Además debe garantizar un lote de repuestos por
tres años de operación como mínimo.
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Cuadro 5.29: Costo Equipamiento- alternativa 1
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Cuadro 5.30: Costo Equipamiento- alternativa 2
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CONCLUSIONES
1. Las soluciones planteadas en los terminales portuarios están destinados a
alcanzar la máxima productividad y eficiencia en cada uno de los procesos. Para
que esto sea factible, el desarrollo de la automatización es una herramienta
esencial. El grado de homogenización del patio y la estancia de los contenedores
en él, son factores muy importantes para la optimización del proceso.
2. La elección del equipo de muelle y de patio, depende directamente del flujo
de contenedores transportado en el muelle, de la nave modelo que se atenderá y
del mercado potencial que tiene el puerto.
3. Los cuellos de botella de los terminales de contenedores se deben a la
capacidad del patio. La productividad de las operaciones de buque a muelle
mejoran continuamente mientras que las operaciones de patio mantienen los
mismo ratios. Así, solamente se trata de una cuestión de tiempo hasta que la
capacidad del patio se convierta en la mayor limitación para la capacidad del
terminal.
4. Según el análisis efectuado el reach-stacker, necesita de 30% hasta 50% más
área que si se usara el sistema RTG, dependiendo del equipo elegido. En el
caso del T.P.S. la elección del apilador de contenedores (reach-stacker) se
adecua a características propias del terminal, sin embargo existen puertos en el
que el costo del terreno es muy elevado y peor aún, casos en que no se cuenta
con el área requerida por el sistema reach-stacker, y donde el sistema RTG ó
RMG es la solución idónea.
5. Además para que el costo del equipo de RTG se nivele con el ahorro en la
construcción del patio utilizando equipos RTG, el área del patio debe ser de
mayores magnitudes
6. En cuanto al equipamiento actual del puerto de Salaverry, de los equipos
vistos cuenta con algunos cargadores horquilla y 1 apilador stacker. Sin embargo
estos equipos no se tomaran en cuanta para el proyecto, debido a que los
amarraderos del muelle Nº2, seguirán manteniendo la demanda del muelle para
cargas no contenedorizadas.
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7. Finalmente se concluye que el equipamiento no es el factor determinante en
la elección de la alternativa adecuada para el proyecto. Para cualquiera de las
dos alternativas, se podrá implementar un equipamiento óptimo relativamente al
mismo costo ($27’000,000.00)
8. La implementación del proyecto para la especialización en transporte de
contenedores en el T.P.S., como toda especialización que se da, conllevará a
una mayor productividad en el puerto, flujo activo de la economía, contratación
de mano de obra especializada y no especializa y en general un desarrollo para
toda la región.
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RECOMENDACIONES
1. Según las garantías de los equipos comprados, se debe de tener una
supervisión constante para el control para la compra, control, verificación
y pruebas de calidad de los equipos adquiridos.
2. En las adquisiciones de las grúas pórtico de muelle, debe incluir todo lo
que implique su completa operatividad, el mantenimiento de esta y la
capacitación de los operarios. De esta manera la responsabilidad la toma
la empresa contratista desde el inicio y durante el tiempo de garantía de
la grúa, y así no existan dudas de que algún mal funcionamiento sea por
falta de capacidad del personal, falta de mantenimiento o infraestructura
no adecuada para el equipo.
3. Se recomienda que para la elección de los equipos debe tomarse en
cuanta la procedencia del equipo. Tal como el caso de la cotización de un
apilador frontal (reach-stacker) de procedencia china por un monto de
$347 000. Sin embargo debido a experiencias con estos equipos, el
tiempo de vida de este a veces también suele ser la mitad y el costo del
mantenimiento el doble.
4. Para la manipulación de contenedores vacios, se recomienda utilizar las
grúas horquilla, debido a su bajo costo, a pesar de que al igual que los
apiladores frontales vs los RTG, estos ocupan mayor área vs los stacker
para contenedores vacios.
5. Se recomienda una constante capacitación del personal que manejará los
equipos, y de esta manera esto sume a la productividad y no lo contrario.
6. Así mismo se recomienda organizar de manera adecuada los procesos
administrativos para recepción y entrega de carga, y que esto adicione
fluidez al sistema portuario.
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA
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Portuarios del Puerto del Callao”, Perú, 2005
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Perú 2007
[3] Empresa Nacional de Puertos S.A. -ENAPU S.A. “Primeras Grúas Pórtico de
Muelle en el Perú”. Perú, 2009
[4] Marí Sagarra, Richard. “El transporte de contenedores: terminales,
operatividad y casuística”, Ediciones de la Universidad Politécnica de Catalunya,
Barcelona, España 2003.
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terminal marítima de contenedores. Umbrales y punto de equilibrio”. España,
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[6] RH Team Editor RM. “Terminal de Contenedores en el Puerto de Callao”.
Perú Septiembre 2007.
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Universidad Politécnica de Catalunya. España, 2002
[8] Universidad de Cantabria. “Mercancías contenedorizadas y otros transportes
especiales en unidades de carga”. España 2003
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ANEXOS
ANEXO A: Gráfico para el cálculo de área de pavimentos portuarios
ANEXO B: Planos de sistemas RTG – Apilador frontal (reach-stacker)
ANEXO C: Catálogos de equipos
ANEXO D: Presupuestos referencias puerto Callao- Paita
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